El país busca consolidarse como líder mundial en producción de hidrógeno ecológico, usando recursos naturales y tecnología propia. Una investigación reciente liderada por la USACH proponen nuevas aleaciones para mejorar la eficiencia y disminuir los costos del proceso.
El hidrógeno verde se ha establecido como un pilar clave en la lucha contra la crisis climática y en la transición hacia una economía descarbonizada. A diferencia de los combustibles fósiles, su producción no emite gases contaminantes, generando únicamente agua como subproducto, y posee una energía tres veces superior a los combustibles tradicionales.
En 2020, Chile presentó su Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde, con la meta de convertirse en uno de los principales líderes mundiales en esta industria para 2030. La estrategia aprovecha las ventajas de sus recursos naturales, como la alta radiación solar en el desierto de Atacama y los vientos fuertes en el sur, para generar electricidad limpia y producir hidrógeno mediante electrólisis.
Sin embargo, uno de los principales desafíos sigue siendo la reducción de los costos de producción, especialmente los relacionados con catalizadores tradicionales que contienen metales nobles, como el platino, que elevan los costos del proceso de electrólisis.
En este contexto, la investigación liderada por el Dr. Víctor Jiménez-Arévalo, de la Universidad de Santiago de Chile, propone el uso de Aleaciones de Alta Entropía (HEAs) como una alternativa innovadora para mejorar la eficiencia y reducir los costos de los catalizadores en la producción de hidrógeno. Las HEAs están compuestas por cinco o más metales abundantes y económicos, como cobre y molibdeno, que son recursos nacionales. Estas aleaciones forman estructuras sólidas estables con propiedades catalíticas superiores, y pueden ser diseñadas para optimizar el proceso de electrólisis.
Esta investigación no solo aporta a la estrategia chilena del hidrógeno verde, sino que también fomenta el desarrollo de tecnología propia en el país. El Dr. Jiménez-Arévalo destacó la importancia de crear un ecosistema que conecte la universidad con las empresas para fabricar equipos y componentes nacionales, en lugar de depender únicamente de importaciones.
“Chile posee condiciones únicas para avanzar en esta materia, contando con un enorme potencial en energía eólica y solar que puede transformarse en la electricidad necesaria para “electrocutar el agua” y producir hidrógeno verde. Este proceso de catálisis requiere placas hechas de metales nobles como el platino, siendo su costo una de las principales barreras” destaca el investigador.
Innovación en aleaciones de alta entropía y aplicaciones futuras
En esta misma línea, las Aleaciones de Alta Entropía, concepto desarrollado en 2004 por investigadores en Taiwán y Reino Unido, ofrecen una solución. Estas aleaciones combinan varios metales en proporciones similares, formando una solución sólida que evita la fragilidad y presenta propiedades catalíticas superiores.
“Con colegas del norte, como el Dr. Felipe Galleguillos de la Universidad de Antofagasta y Dr. Pablo Martin de la Universidad Técnica Federico Santa María, estamos haciendo pruebas con aleaciones de alta entropía en polvo, para compactarlas y formar los electrodos. Lo interesante es que también estamos explorando versiones fabricadas con impresión 3D, lo que abre nuevas posibilidades para su aplicación”, explicó el Dr. Jiménez-Arévalo.
Cada aleación de alta entropía combina varios metales que, al fusionarse, crean una estructura homogénea y estable. Así, elementos como el hierro o el cobre dejan de actuar como metales individuales, logrando propiedades catalíticas mejoradas y optimizando la electrólisis.
El trabajo no solo busca mejorar la eficiencia del proceso de producción de catalizadores, sino también democratizar su fabricación en Chile, promoviendo una ciencia con impacto social y económico. La visión va más allá de la macroeconomía o la exportación de hidrógeno; se enfoca en llevar esta tecnología a viviendas sociales y hospitales, donde pueda garantizar calefacción y suministro energético accesible para todos.
